570 



H. NAGAOKA. - LA PROPAGATION DES ONDES ÉLECTRIQUES 



LA, PROPAGATION DES ONDES ÉLECTRIQUES 

 A LA SURFACE DE LA TERRE 



ET LA COUCHE IONISÉE DE L'ATMOSPHÈRE 



L'hypothèse d'après laquelle la couche supé- 

 rieure de l'atmosphère est ionisée et forme une 

 surface réfléchissante pour les ondes électriques 

 semble avoir été d'abord formulée par G. F. Fitz- 

 gerald' et par O. Heaviside -, sans que ceux-ci 

 aient assigné aucune cause à l'ionisation. La 

 même idée a été utilisée par A. E. Kennelly'', et 

 surtout par Ch. Ed. Guillaume'', avec plus de 

 détails, pour expliquer la télégraphie sans fil à 

 grande distance; ils considèrent que l'espace dans 

 lequel les ondes électriques se propagent est con- 

 finé en grande partie dans une sorte de coquille 

 sphérique d'un milieu diélectrique, dans lequel 

 les ondes sont guidées par la couche ionisée et la 

 terre conductrice, de façon àvoyager sans grande 

 perte d'énergie, commeceserait le cas si la propa- 

 gation avait lieu suivant trois dimensions. L'objet 

 de cet article est de développer la même idée, 

 en rendant compte du processus d'ionisation et 

 de sa variation diurne. Si l'on admet la réflexion 

 partielle des ondes électriques par la couche 

 ionisée, on peut résoudre dans leurs traits géné- 

 raux les problèmes de l'influence singulière de 

 l'approche du lever et du coucher du soleil sur 

 les signaux de t. s. f., de la différence dans le 

 degré de transmission le long des méridiens et 

 des parallèles, de la présence des rayons égarés, 

 et d'autres sujets connexes. 



I 



l^a première question qui demande un examen 

 soigné est celle du siège de l'agent ionisant et 

 du processus et des conditions dans lesquelles 

 la couche supérieurede l'atmosphère terrestre est 

 ionisée. F/existence d'une telle couche et la cap- 

 tureconstante de corpuscules ionisanlsseniblent 

 démontrées par les expériences de Birkeland ' et 

 parles conclusions théoriques de S tiirmer*. Celui- 

 ci a calculé les orbites descorpuscules électrisés, 



1. Fitzgerald: Biitisli Association, 18U3. 



2. Heaviside : Tlieorv of eleclric Telegraphy. F.ncycl. 

 Brit.. t. XXXIII, p. 21.5 ;'l'.l(l2. 



3. Ken.nellt : F.Uclrical World, 19(12. 



4. Ch. Ed. Guillaume : Rei'. gén.des Science:, t. XV, p. l'i.i: 

 1904. 



5. Birkeland : Expédition noi'vé();ienne pour l'étude des iiii- 

 rores boréales, 1901; et mémoire- divers d:ins les C. /?. de 

 VAcad, des Se. de Paria. 



6. Stormer : Arch. des Sc.pliys. el nul., t. XXIV, pj). 5, 11:!, 

 221. .■il7 (lUOÎ); mémoires divers dons les C. R. de VAcad. 

 ties Se. de Haris, spécin'etnent du "ili octobre 1908. 



dont nous avons de fortes raisons de croire que 

 la surface solaire émet un flux abondant. F^es solu- 

 tions compliquées obtenues pour ces orbites, 

 suivant la vitesse initiale des corpuscules, la 

 direction d'émission et la force du champ qui 

 agit sur eux, acquièrent une haute importance 

 lorsqu'on les confronte avec lesexpériencesfaites 

 par Birkeland avec un aimant sphérique artificiel 

 bombardé par des rayons cathodiques dans un 

 grand récipient où l'on a fait le vide. Quoique ces 

 expériences aient eu pour but à l'origined'expli- 

 quer l'apparition de l'aurore boréale, les problè- 

 mes qu'elles résolvent sont en relation intime 

 avec la question que nous discutons. L'existence 

 de zones aurorales peu distantes des pôles ma- 

 gnétiques, correspondant aux bandes corpuscu- 

 laires, l'existence de trois taches dans la « ter- 

 rella » de Birkeland, les draperies des aurores, 

 les anneaux de corpuscules autour de l'équateur 

 magnétique et d'autres faits ont été prouvés par 

 une suite de raisonnements mathématiques déri- 

 vant des équations électromagnétiques usuelles. 



F>es objections qui peuvent être élevées contre 

 ce mode de traitement du problème sont la né- 

 gligence de l'action magnétique du Soleil, qui 

 est d'ailleurs d'une grandeur douteuse, et sa con- 

 dition électrisée, car nous avons des raisons de 

 croire qu'il est chargé positivement, comme l'a 

 admis Arrhénius '. La variation de l'afflux des 

 corpuscules électrisés par le Soleil et leur 

 capture par la Terre doivent modifier le poten- 

 tiel mutuel entre ces deux corps célestes, de 

 sorte (]ue la force agissant sur les corpuscules 

 électrisés sera sans doute aussi sujette à des va- 

 riations accompagnant l'activité solaire. Le résul- 

 tat quantitatif devra être examiné plus en détail, 

 mais les traits généraux des phénomènes obser- 

 vés sur la surface terrestre ne seront pas maté- 

 riellement altérés, comme l'indiquent suffisam- 

 ment les observations actuelles sur les variations 

 du magnétisme terrestre, l'aurore polaire et les 

 phénomènes connexes. Je propose d'introduire 

 parmi ces derniers les phénomènes observés 

 pendant la transmission des messages de t. s. f. 



Quand nous parlons du bombardement des 

 corpuscules électrisés émis parle Soleil, il sem- 

 ble que le processus n'ait lieu que pendant le 



1. Arkiienius ; Transact. of the Internai. Electrieal Con- 

 i^ress, Sair.t-Louis, I. I, p. 272 (190i). 



